物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層利用經(jīng)過分析處理的感知數(shù)據(jù)，為用戶提供不同類型的特定服務(wù)，其主要功能包括對(duì)采集數(shù)據(jù)的匯集、轉(zhuǎn)換、分析，以及用戶層呈現(xiàn)的適配和事件觸發(fā)等。網(wǎng)絡(luò)層傳送過來的數(shù)據(jù)在這一層進(jìn)入各 類信息系統(tǒng)進(jìn)行處理，通過各種設(shè)備解決數(shù)據(jù)處理和人機(jī)交互問題。對(duì)于信息的采集，由于從末梢結(jié)點(diǎn)獲取的是大量的原始數(shù)據(jù)，這些原始數(shù)據(jù)對(duì)于用戶來說只有經(jīng)過轉(zhuǎn)換、篩選和分析處理后才有實(shí)際價(jià)值；這些有實(shí)際價(jià)值內(nèi)容的應(yīng)用服務(wù)器，根據(jù)用戶不同的呈現(xiàn)設(shè)備來完成信息呈現(xiàn)的適配，并根據(jù)用戶的設(shè)置觸發(fā)相關(guān)的通告信息。同時(shí)，當(dāng)需要完成對(duì)末梢結(jié)點(diǎn)的控制時(shí)，應(yīng)用層還可完成控制指令的生成和指令的下發(fā)控制。應(yīng)用層按功能可劃分為智能處理層和應(yīng)用接口層兩個(gè)子層。
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(1)智能處理層。以數(shù)據(jù)為中心的物聯(lián)網(wǎng)，其核心功能是對(duì)感知數(shù)據(jù)的智能處理，包括對(duì)感知數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢、分析、挖掘、理解，以及基于感知數(shù)據(jù)的決策和行為控制。物聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值主要體現(xiàn)在對(duì)海量數(shù)據(jù)的智能處理與智能決策水平上。智能處理利用云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘、中間件等實(shí)現(xiàn)感知數(shù)據(jù)的語義理解、推理和決策。智能處理層對(duì)下層(網(wǎng)絡(luò)層)的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行認(rèn)知，進(jìn)而達(dá)到自適應(yīng)傳輸?shù)哪康模粚?duì)上層(應(yīng)用接口層)提供統(tǒng)一的接口與虛擬化支撐。虛擬化包括計(jì)算虛擬化和存儲(chǔ)資源虛擬化等。智能決策支持系統(tǒng)是由模型庫(kù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、聯(lián)機(jī)分析處理(OLAP)、數(shù)據(jù)挖掘及交互接口集成在一起的。
智能處理層主要包括:①數(shù)據(jù)庫(kù)。為適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的海量性、多態(tài)性、關(guān)聯(lián)性及語義性等特點(diǎn)的需求，在物聯(lián)網(wǎng)中主要使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)和新興數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。②海量信息存儲(chǔ)。海量信息早期采用大型服務(wù)器存儲(chǔ)，基本上是以服務(wù)器為中心的處理模式，使用直連存儲(chǔ)（DAS),存儲(chǔ)設(shè)備(包括磁盤陣列、磁帶庫(kù)、光盤庫(kù)等)作為服務(wù)器的外設(shè)使用。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，服務(wù)器之間交換數(shù)據(jù)或向磁盤庫(kù)等存儲(chǔ)設(shè)備備份時(shí)，都需要通過局域網(wǎng)進(jìn)行，此時(shí)主要應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)(NAS)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ):但這將占用大量的網(wǎng)絡(luò)開銷，嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)的整體性能。③數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心不僅包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和配套設(shè)備(如通信/存儲(chǔ)設(shè)備)，還包括冗余的數(shù)據(jù)通信連接、環(huán)境控制設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備及安全裝置，這樣通過高度的安全性和可靠性提供及時(shí)、持續(xù)的數(shù)據(jù)服務(wù)，可為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供良好的支持。④搜索引擎。Web搜索引擎是一個(gè)能夠在合理響應(yīng)時(shí)間內(nèi)，根據(jù)用戶的查詢關(guān)鍵詞，返回一個(gè)包含相關(guān)信息的結(jié)果列表服務(wù)的綜合體。傳統(tǒng)的Web搜索引擎是基于查詢關(guān)鍵詞的，對(duì)于相同的關(guān)鍵詞，會(huì)得到相同的查詢結(jié)果；而物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的搜索引擎必須從智能物體角度思考搜索引擎與物體之間的關(guān)系，主動(dòng)識(shí)別物體并提取有用信息。⑤數(shù)據(jù)挖掘。物聯(lián)網(wǎng)需要對(duì)海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行更透徹的感知，要求對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度整合與分析，更深入的智能化需要普適性的數(shù)據(jù)搜索和服務(wù)，需要從大量數(shù)據(jù)中獲取潛在有用的且可被人理解的模式，其基本類型有關(guān)聯(lián)分析、聚類分析、演化分析等，這些需求都使用了數(shù)據(jù)挖掘算法。
(2)應(yīng)用接口層。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用涉及面廣，涵蓋業(yè)務(wù)需求多，其運(yùn)營(yíng)模式、應(yīng)用系統(tǒng)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、信息需求、產(chǎn)品形態(tài)均不相同，需要統(tǒng)一規(guī)劃和設(shè)計(jì)應(yīng)用 系統(tǒng)的業(yè)務(wù)體系結(jié)構(gòu)，才能滿足物聯(lián)網(wǎng)全面實(shí)時(shí)感知、多業(yè)務(wù)目標(biāo)、異構(gòu)技術(shù)融合的需要。應(yīng)用接口層的主要任務(wù)就是將智能處理層所提供的數(shù)據(jù)信息，按照業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，采用軟件工程方法，完成服務(wù)發(fā)現(xiàn)和服務(wù)呈現(xiàn)，包括對(duì)采集數(shù)據(jù)的匯聚、轉(zhuǎn)換、 分析，以及用戶層呈現(xiàn)的適配和事件觸發(fā)等。
應(yīng)用接口層是物聯(lián)網(wǎng)與用戶(包括組織機(jī)構(gòu)、應(yīng)用系統(tǒng)、人及物品)的能力調(diào)用接口，包括物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)、行業(yè)應(yīng)用接口、系統(tǒng)集成、專家系統(tǒng)等， 用于支撐跨行業(yè)跨系統(tǒng)之間的信息協(xié)同、共享、互通。除此之外，應(yīng)用接口層還可以包括各類用戶設(shè)手機(jī))、客戶端、瀏覽器等，以實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用。
應(yīng)用接口層是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的體現(xiàn)。目前，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括綠色農(nóng)業(yè)、工業(yè)監(jiān)控、公共交通、公共安全、城市管理、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能家居、智能交通和環(huán)境監(jiān)測(cè)等。在這些應(yīng)用領(lǐng)域均已有成功的嘗試，某些行業(yè)已經(jīng)積累了很好的應(yīng)用案例。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的特點(diǎn)是多樣化、規(guī)模化和行業(yè)化，為了保證應(yīng)用接口層有條不紊地交換數(shù)據(jù)，需要制定一系列的信息交互協(xié)議。應(yīng)用接口層的協(xié)議一般由語法、 語義與時(shí)序組成。其中，語法規(guī)定智能處理過程的數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)和格式;語義規(guī)定需要發(fā)出什么樣的控制信息，以及完成什么動(dòng)作與響應(yīng);時(shí)序規(guī)定事件實(shí)現(xiàn)的順序。對(duì)于不同的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)，應(yīng)制定不同的應(yīng)用接口層協(xié)議。例如，智能電網(wǎng)應(yīng)用接口層的協(xié)議，與智能交通應(yīng)用接口層的協(xié)議不可能相同。通過應(yīng)用層接口協(xié)議，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能服務(wù)。
物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)十分復(fù)雜而又龐大的系統(tǒng)，其體系結(jié)構(gòu)是影響未來發(fā)展應(yīng)用的關(guān)鍵所在，因此需要分階段、有計(jì)劃地開展深入的科學(xué)研究。
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